Unsere Autoren: Manfred Röttele, Projektkoordinator TOPPS und Volker Laabs, TOPPS Vice-chairman (BASF SE). Dieser Ratgeber ist erstmals 2021 erschienen.

Nach Starkregenereignissen bilden sich auf hängigen Flächen oder überschwemmten Böschungskanten schnell kleine Gräben. Dass in diesen Fällen auch Reste von Pflanzenschutzmitteln (PSM) den Acker verlassen können, ist vielen oft nicht bewusst. Diese spezielle Form der Abschwemmung nennt man Runoff.

Ihr Anteil an der gesamten Gewässerbelastung liegt im Durchschnitt bei bis zu 35 %. Damit ist Runoff – nach den Punkteinträgen – der zweitwichtigste Eintragsweg von PSM in Gewässer.

Da Runoff im Wesentlichen durch das Wetter, die Bodenverhältnisse und die Hangneigung beeinflusst wird, können wir Runoff oftmals nicht komplett vermeiden, jedoch durch geeignete Maßnahmen stark reduzieren.

Formen des Runoffs

Runoff kann verschiedene Ursachen haben, welche wiederum die Auswahl von Reduktionsmaßnahmen beeinflussen. Je nach Gegebenheit auf einem Schlag oder in einem Einzugsgebiet können drei verschiedene Formen von Runoff auftreten:

1. Runoff wegen zu geringer Infiltration:

Dazu kommt es, wenn z. B. ein an der Oberfläche verschlämmter oder verkrusteter Boden den Niederschlag nicht mehr schnell genug aufnehmen kann. Dies tritt vor allem im Frühjahr und Sommer bei Starkregen, bei schluffigen Böden und vor dem Bestandesschluss der Kultur auf.

2. Runoff infolge von übersättigten Böden:

Bei dieser Form des Runoffs kann der Boden keinen Niederschlag mehr aufnehmen, weil er vollständig mit Wasser gesättigt ist. Dies tritt vor allem im späten Herbst und Winter auf und wird verursacht durch wasserstauende Eigenschaften des Bodens, z. B. durch weniger durchlässige Bodenschichten (Lehm, Ton) in der Tiefe oder durch physikalische Bodenverdichtungen wie z. B. Pflugsohlen.

Eine Besonderheit dieses Runoffs ist, dass er nicht nur an der Oberfläche, sondern auch unterirdisch erfolgen kann: Das sogenannte laterale Sickerwasser entsteht, wenn Wasser zwar in die oberste Bodenschicht eindringen kann, dann aber wegen einer undurchlässigen Schicht seitwärts abfließt. Den Abfluss über Drainagen kann man als eine Sonderform des unterirdischen Runoffs bezeichnen.

3. Konzentrierter Runoff (Erosion):

Er tritt auf, wenn sich an der Oberfläche abfließendes Wasser in Rinnen oder Furchen sammelt und darin abfließt. Durch den schnellen, linienförmigen Wasserabfluss wird immer auch Boden verlagert. Die durch die landwirtschaftliche Nutzung entstandenen Strukturen (z. B. große Hanglängen in Feldern, Fahrgassen, Reihenkulturen in Gefällerichtung), die vorhandenen Landschaftsformen (Hangneigung, Talweg) und die Bodenart (Textur) beeinflussen diese Form des Runoffs maßgeblich.

Wichtig ist es, dem oberflächlichen Abschwemmen von Wirkstoffen durch die drei beschriebenen Runoff-Formen mit effektiven Maßnahmen entgegenzuwirken. Die richtigen Maßnahmen lassen sich allerdings nur ergreifen, wenn man die Flächen vorher gründlich analysiert und die Ursachen für den Oberflächenabfluss und die Erosion kennt.

Erforderliche Daten ­für die Risikodiagnose

Bisher bewertete man das Runoff-­Risiko einer Fläche vorwiegend nach ihrer Hangneigung und ihrer Textur. Das allein reicht aber zur Beurteilung eines so komplexen Vorganges nicht aus. Oberflächenabfluss entsteht nämlich auch auf wenig geneigten Flächen, was besonders bei Runoff durch Übersättigung oftmals zu beobachten ist. Daher haben Experten aus der landwirtschaftlichen Beratung gemeinsam mit Wissenschaftlern von PSM-Herstellern in dem Projekt TOPPS-Prowadis ein praxistaugliches Diagnoseverfahren für die feldspezifische Bewertung des Runoff-Risikos entwickelt.

Um die Risikodiagnose durchführen zu können, benötigt man zunächst alle verfügbaren Daten des Feldes bzw. des Einzugsgebietes. Dazu gehören z. B. Wetter- und Klimadaten, Informationen zu Anbauverfahren (Fruchtfolge, Bodenbearbeitung, Pflanzenschutz) sowie etwaige Karten zur Geologie, Topo­grafie (Struktur der Bodenoberfläche), Hydrologie und zu den Bodenverhältnissen.

Übersicht aller nützlichen ­Daten hier...

Je mehr Informationen vorhanden sind und je sorgfältiger diese gesichtet werden, desto geringer ist der Arbeitsaufwand der sich anschließenden Feldbegehung und -diagnose. Diese ist nötig, da sich Gelände- und Bodenparameter häufig kleinräumiger ändern, als es Karten- bzw. GIS-Daten darstellen können. Außerdem sind einige Informationen auch nur im Feld ersichtlich (z. B. Bearbeitungsrichtung der Kultur, Verkrustung des Bodens). Mit der Diagnose im Feld können so vorhandene Informationen geprüft und ergänzt werden.

Durch die händische Bodenansprache auf dem Acker verbessert sich die Qualität der Diagnosemethode erheblich – ein großer Vorteil gegenüber Prognosemodellen, die sich nur auf kartenbasierte Datensätze stützen und die direkte Erfahrungen des Landwirtes nicht berücksichtigen.

Runoff-Risiko ermitteln

Um die Komplexität für den Anwender zu reduzieren, sind für jeden Runoff-Typ verschiedene Bewertungstabellen (Entscheidungsbäume) entwickelt worden. Beginnend mit der linken Spalte ist für jede Spalte eine Entscheidung zu treffen, die die Verhältnisse am zutreffendsten beschreibt. Die letzte Spalte zeigt dann die entsprechende Runoff-Bewertung für das jeweilige Feld an. Mit der Risikobewertung werden im Anschluss verschiedene Reduktionsmaßnahmen verknüpft.

1. Ist Ihre Fläche aufgrund zu geringer Infiltration Runoff-gefährdet, sollte man als Erstes prüfen, ob das Feld direkt an ein Gewässer angrenzt. Falls das der Fall ist, müssen Sie die Durchlässigkeit des Oberbodens beurteilen. Ein Boden hat z. B. eine hohe Durchlässigkeit, wenn die Bodenoberfläche nicht verkrustet ist und

• die vorherrschende Bodenarten Sand oder sandiger Lehm (Ton < 20 %, Sand > 65 %) sind oder

• der Kiesanteil im Oberboden bei 50 % oder mehr liegt oder

• der Boden lehmig und schluffig (Sand + Schluff > 65 %) ist, eine gute Struktur und einen hohen Anteil an organischer Substanz (> 3 % Humus) aufweist oder

• der Boden weniger als 20 % nicht quellenden Ton enthält.

Weitere Informationen zur Bestimmung der Durchlässigkeit finden Sie online ( www.topps-life.org ). Hilfreich können hier auch Daten von Bodenanalysen sein, da sie genaue Infos zur Bodenart und zum Humusgehalt liefern.

Zusammen mit der Hangneigung, die Sie den Karten zum Einzugsgebiet entnehmen oder alternativ durch Schätzung im Feld (z. B. mit einem Hangneigungsmesser) ermitteln können, ergibt sich eine entsprechende Risikoklasse.

Grenzt Ihre Fläche nicht an ein Gewässer, ist zu analysieren, ob Oberflächenabfluss aus dem Feld in eine unterhalb liegende Fläche eintritt und – falls ja –, ob dieser Abfluss das nächste Oberflächengewässer erreicht (in der Regel mittels linienförmigem Abfluss im Feld oder entlang von Wegen oder Gräben). Grundsätzlich gilt, dass sich Runoff dort, wo er entsteht, am besten und einfachsten reduzieren lässt.

2. Um das Runoff-Risiko infolge wassergesättigter Böden zu bewerten, ist auch hier zuerst zu prüfen, ob die Fläche an ein Gewässer angrenzt. Zusätzlich ist es relevant, ob im Acker Drainagen liegen. Die Topografie des Schlages und die Wasserdurchlässigkeit (Permeabilität) des Unterbodens sind weitere wichtige Faktoren, die den Wasserabfluss beeinflussen.

Ob im Unterboden eine Pflugsohle oder natürliche Stauschichten die Wasserdurchlässigkeit behindern, können Sie am besten mit einem Bohrstock untersuchen. Mit vertretbarem Aufwand können Sie so die Bodenarten des Profils und weitere Eigenschaften bis zu einer Tiefe von 1 m untersuchen. Rostflecken und kleine schwarzbraune Körnchen (Konkretionen) sowie graue bis bläuliche Verfärbungen im Boden sind Indikatoren für das Auftreten von kurzzeitiger bzw. längerfristiger Staunässe.

In der letzten Spalte ist die Feldkapazität des Bodens bis zu 1 m Tiefe bzw. bis zum Grundwasserstand oder Gestein (falls höher als 1 m unter Flur) abzuschätzen. Dies machen Sie, indem Sie die Bodenart einer Schicht bestimmen und den entsprechenden Richtwert zur nutzbaren Feldkapazität (nFK) aus Übersicht 3 mit der Schichtdicke in Dezimeter multiplizieren. Ein Beispiel für einen sandigen Lehm mit Lössanteil und einer Bodenschichtdicke von 80 cm bzw. 8 dm: 22 x 8 = 176 mm nFK.

Nach dem Zusammenaddieren der nFK im Bodenprofil bis 1 m Tiefe, können Sie dann die Risikoklasse aus der Bewertungsmatrix (Übersicht 2) ablesen. Eine nutzbare Feldkapazität von > 120 mm im Bodenprofil zeigt ein vermindertes Risiko für Runoff durch Bodensättigung an.

3. Beim konzentrierten Runoff kommt es in der Regel auch zu einer Verlagerung von Boden (Erosion). Diese ist durch die Ablagerung von Boden, z. B. am Unterhang in Fahrgassen, an Feldrändern oder in Feldzufahrten, leicht zu erkennen. Meist sind auch Rillen bzw. Erosionsfurchen sichtbar, die bei Regen mit fließendem Wasser gefüllt sind.

Anzeichen von Erosion erfordern auf jeden Fall dringend Maßnahmen zur Vermeidung von Bodenabtrag und konzentriertem Abfluss hangabwärts. Andauernde Erosion führt neben den schädlichen Umweltauswirkungen auch zum Verlust des fruchtbaren Oberbodens und damit zur Ertragsminderung auf den betroffenen Flächen. Die in der Übersicht 4 aufgeführten Beispiele von konzentriertem Runoff sind mit entsprechenden Reduktionsmaßnahmen verknüpft.

Maßnahmen gegen Runoff

Wie in den Übersichten 1, 2 und 4 ersichtlich, sind die Risikoklassen in die vier Obergruppen „sehr geringes“, ­„geringes“, „mittleres“ und „hohes Risiko“ aufgeteilt. Die Übersicht 5 greift diese Gruppierung auf und ordnet ihnen Maßnahmen zu. Dabei geht es z. B. um Empfehlungen zur veränderten Bodenbearbeitung, den Anbau von Zwischenfrüchten, die Anlage von bewachsenen Ackerrandstreifen, aber auch um einen angepassten Pflanzenschutz- und Düngereinsatz.

Detailliertere Empfehlungen finden Sie hier.

Generell gilt, dass bei geringem Risiko schon wenige Minderungsmaßnahmen ausreichen können, bei einem hohen Risiko hingegen oftmals mehrere gleichzeitig nötig sind. Haben Sie für eine Fläche das Risiko für mehrere Run­off-Formen bewertet, sollten Sie die jeweiligen Maßnahmen für die verschiedensten Risikostufen prüfen und nach Möglichkeit umsetzen.

Um das Runoff-Risiko langfristig zu senken, ist es wichtig, die Wirkung der umgesetzten Maßnahmen zu überprüfen. Dies erfolgt am besten durch Feldbegehungen während bzw. unmittelbar im Anschluss an stärkere Regenereignisse zu verschiedenen Jahreszeiten. So sehen Sie unmittelbar, ob die umgesetzten Minderungsmaßnahmen ausreichen oder ob weitere Maßnahmen erforderlich sind.